Termometre de rezistență — principiul de funcționare, tipuri și construcții, caracteristici de utilizare

Unul dintre cele mai populare tipuri de termometre din industrie este un termometru de rezistență, care este un traductor primar pentru a obține o valoare exactă a temperaturii, care necesită o suplimentare, convertor de normalizare sau un PLC industrial — controler logic programabil.

Un termometru de rezistență este o structură în care un fir de platină sau cupru este înfășurat pe un cadru dielectric special, plasat într-o carcasă de protecție etanșă, de formă convenabilă pentru instalare.

Funcționarea unui termometru de rezistență se bazează pe fenomenul de modificare a rezistenței electrice a unui conductor în funcție de temperatura acestuia (de la temperatura obiectului examinat de termometru). Dependența rezistenței conductorului de temperatură arată în general astfel: Rt = R0 (1 + at), unde R0 este rezistența conductorului la 0 ° C, Rt este rezistența conductorului la t ° C și este coeficientul de temperatură al rezistenței elementului termosensibil.

În procesul de modificare a temperaturii, vibrațiile termice ale rețelei cristaline a metalului își schimbă amplitudinea, iar rezistența electrică a senzorului se modifică în consecință. Cu cât temperatura este mai mare – cu atât rețeaua cristalină vibrează mai mult – cu atât rezistența la curent este mai mare. Tabelul de mai sus prezintă caracteristicile tipice ale două termometre de rezistență populare.

Carcasa rezistentă la căldură a senzorului este proiectată pentru a-l proteja de deteriorarea mecanică în timp ce măsoară temperatura unui obiect.

În fotografie: 1 — un element sensibil din sârmă de platină sau cupru, sub formă de spirală, situat pe o tijă ceramică; 2 — cilindru ceramic poros; 3 — pulbere ceramică; 4 — tub exterior de protecție din oțel inoxidabil; 5 — fire de transmisie a curentului; 6 — tub de protecție extern din oțel inoxidabil; 7 — cap termometru cu capac detasabil; 8 — terminale pentru conectarea firului de ieșire; 9 — fir la dispozitivul de fixare; 10 - un manșon filetat pentru instalarea într-o conductă cu racorduri cu filet interior.

Dacă utilizatorul a determinat cu exactitate scopul pentru care este necesar un senzor termic și a selectat cu precizie un termometru cu rezistență (convertor termic de rezistență), atunci cele mai importante criterii pentru rezolvarea sarcinii viitoare sunt: ​​precizie ridicată (aproximativ 0,1 ° C) , parametrii de stabilitate, dependența aproape liniară a rezistenței de un obiect de temperatură, interschimbabilitatea termometrelor.

Tipuri și design

Deci, în funcție de materialul din care este realizat elementul sensibil al termometrului de rezistență, aceste dispozitive pot fi strict împărțite în două grupe: traductoare termice din cupru și traductoare termice din platină.Senzorii utilizați pe întreg teritoriul Rusiei și pe cei mai apropiați vecini ai săi sunt marcați după cum urmează. Cupru - 50M și 100M, platină - 50P, 100P, Pt100, Pt500, Pt1000.

Cele mai sensibile termometre Pt1000 și Pt100 sunt realizate prin pulverizarea celui mai subțire strat de platină pe un substrat ceramic de bază. Din punct de vedere tehnologic, pe elementul sensibil se depune o cantitate mică de platină (aproximativ 1 mg), dând elementului o dimensiune mică.

În același timp, se păstrează proprietățile platinei: dependență liniară a rezistenței de temperatură, rezistență la temperaturi ridicate, stabilitate termică. Din acest motiv, cele mai populare traductoare de rezistență de platină sunt Pt100 și Pt1000. Elementele de cupru 50M și 100M sunt realizate prin înfășurarea manuală a sârmei subțiri de cupru, iar cele de platină 50P și 100P prin înfășurarea sârmei de platină.

Caracteristici de utilizare

Înainte de a instala termometrul, trebuie să vă asigurați că tipul acestuia este selectat corect, că caracteristica de calibrare corespunde sarcinii, că lungimea de instalare a elementului de lucru este adecvată și alte caracteristici de proiectare permit instalarea în acest loc, pentru exterior. conditii.

Senzorul este verificat pentru deteriorări externe, se verifică corpul acestuia, se verifică integritatea înfășurării senzorului, precum și rezistența de izolație.

Unii factori pot afecta negativ precizia măsurării. Dacă senzorul este instalat într-un loc greșit, lungimea instalației nu se potrivește cu condițiile de lucru, etanșarea slabă, încălcarea izolației termice a conductei sau a altor echipamente - toate acestea vor provoca o eroare în măsurarea temperaturii.

Toate contactele trebuie verificate, deoarece dacă contactul electric din conexiunile dispozitivului și senzorul este prost, acest lucru este plin de erori. Umiditate sau condens intră pe bobina termometrului, există un scurtcircuit, schema de conectare este corectă (fără fir de compensare, fără reglare a rezistenței liniei), calibrarea dispozitivului de măsurare se potrivește cu calibrarea senzorului? Acestea sunt momente importante cărora ar trebui să le acordați întotdeauna o atenție deosebită.

Iată erorile tipice care pot apărea la instalarea unui senzor termic:

• Dacă nu există izolație termică pe conductă, aceasta va duce inevitabil la pierderi de căldură, astfel încât locul de măsurare a temperaturii trebuie selectat astfel încât toți factorii externi să fie luați în considerare în prealabil.

• O lungime scurtă sau excesivă a senzorului poate contribui la o eroare din cauza instalării incorecte a senzorului în fluxul de lucru al mediului studiat (senzorul nu este instalat împotriva curgerii și nu de-a lungul axei fluxului, deoarece ar trebui să fie conform regulilor).

• Calibrarea senzorului nu este conformă cu schema de instalare prescrisă în această unitate.

• Încălcarea condiției de compensare a influenței parazitare a temperaturii ambientale în schimbare (nu sunt instalate mufe de compensare și fire de compensare, senzorul este conectat la dispozitivul de înregistrare a temperaturii într-un circuit cu două fire).

• Nu se ia în considerare natura mediului: vibrații crescute, mediu agresiv chimic, umiditate ridicată sau mediu cu presiune ridicată. Senzorul trebuie să îndeplinească și să reziste condițiilor de mediu.

• Contact slăbit sau incomplet al bornelor senzorului din cauza lipirii slabe sau din cauza umezelii (fără etanșare a cablurilor din cauza pătrunderii accidentale a umezelii în carcasa termometrului).